Перемешивание и аппараты с мешалками. - Стренк Ф.
Скачать (прямая ссылка):
зависимостям для чистой жидкости (сплошной фазы), однако отдельные
физические параметры в полученных уравнениях имели другие значения.
Для случая, когда плотность частиц твердого тела была близка к плотности
жидкости, авторы предлагают следующие уравнения: при использовании
змеевика
ДЛ = 0,87 ( nd2ym У'62 (( Л(tm)-У'14 (V-69)
(tm) V Цт / \ ас ' \ Лея /
при использовании рубашки
-ДЛ ^ 0,46 ( У/з (Л" V/ J3"L У'14 (V-70)
^ V Л/тс / V &с ' V Лея /
X-
где vm - кинематическая вязкость суспензии; ас - - коэффи-
ссУс
циент температуропроводности чистой жидкости.
Для суспензий, когда плотность частиц значительно выше плотности
жидкости, было получено: при использовании змеевика
aD _Q 87 ( п<^2Упг \0,62 / стцт V/з / цт \(М4 (V-71)
А, ' V Цт / V Ат / \ ^Ims /
286
при использовании рубашки
aD _Qlef "**Ут у/" f стпЦт у/" /_Рт_\0'14 /у_72)
Ь ' I % ' Пт / I 4ms/
В этих уравнениях индексы "с" и "иг" относятся соответственно к сплошной
фазе (жидкости) и суспензии, а дополш тельный индекс """ обозначает, что
данный параметр должен быть определен при температуре стенки.
Уравнения (V-69) и (V-72) могут применяться для следующих диапазонов
изученных переменных:
Re =103 = 3,6 . Ю5; Фв = 0,05 = 0,2
Для расчета вязкости суспензии авторы использовали формулу Чт = 'ПД1 +
2,5Ф5+ 10,05Ф} +0,00273 ехр 16,6Ф8)
а для определения вязкости суспензии изометрических частиц - формулу:
( ф5 N-1,8
V Фм>/
где Ф50 - объемная доля зерен твердого тела в осадке, полученном в
результате продолжительной гравитационной седиментации суспензии.
Для расчета коэффициента теплопроводности авторы использовали ту же самую
формулу, что и Франтишек, Смит и Донел [29]. Остальные параметры
суспензии были определены аддитивным способом по следующим формулам:
плотность
Ут~ (r)sYs + (1 - Фв) Ус
удельная теплоемкость
стУт= (r)"cs7s+(l - Ф$) сеУс
Авторы отмечают, что уравнения (V-71) и (V-72) дают значения
коэффициентов теплоотдачи, несколько заниженные по сравнению с
действительными. Это обусловлено тем, что в уравнениях (V-71) и (V-72) не
учитывается влияние разрушения пристенной пленки твердыми частицами
суспензии. Однако определение коэффициентов теплоотдачи по этим
уравнениям безопасно, так как обеспечивается некоторый расчетный резерв.
СИСТЕМЫ жидкость - жидкость
Каммингс и Вест [26] первыми исследовали теплоотдачу для двух
несмешивающихся жидкостей, используя масло и воду. Авторы установили, что
коэффициент теплоотдачи в этом случае ближе к значению, рассчитанному для
воды, чем для масла. Результаты проведенных исследований не были, однако,
обобщены.
Несколько более обширные исследования на эту тему, выполненные Бодманом и
Кортесом [10], относились к системам вода - масло и вода - толуол.
Аппаратура была такая же, как и в работе
287
Аклея[1], который изучал чистые жидкости (использовались турбинная
мешалка с тремя лопатками и аппарат объемом 0,08 м3 с отражательными
перегородками; мешалка и сосуд были эмалированными). Авторы проверили
разные способы обобщения результатов измерений, используя для корреляции
параметров сплошной фазы, средних параметров (т. е. для смеси) и
промежуточной комбинации (т. е. для ядра жидкости) параметры смеси, а для
пристенной пленки - параметры сплошной фазы. Оказалось, что наименьший
разброс точек измерения получается при использовании средних параметров
смеси как для ядра жидкости, так и для пристенной пленки; в этом случае
точки располагаются около той же линии, которую Аклей определил для
чистых жидкостей. Таким образом, для расчета теплоотдачи в аппаратах при
перемешивании эмульсий, авторы предлагают использовать уравнение для
чистых жидкостей, но при условии подстановки в них физических параметров
смеси.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ackley Е. J. Chem. Eng., 67, 133 (1960).
2. Andersen Н. Е. Chem. Ing. Techn., 35, 824 (1963).
3. Appleton W. Т., Brennan W. C. Can. J.Chem. Eng., 44, 276
(1966).
4. Aske H., Beek W. J., F.CA.A. van Berkel, J. de G r a -a u w. Chem.
Eng. Sci., 22, 135 (1967).
5. Askew W. S., BeckmannR. B. Ind. Eng. Chem. Process Des.
Develop., 4, 331 (1963).
6. Atkinson B., Smith J. H. Brit. Chem. Eng., 11, 124 (1966).
7. Бегачев В. И., Брагинский Л. Н., Павлушенко И. С. Процессы химической
технологии. Гидродинамика, тепло- и массопере-дача. Сб. статей, М.,
"Наука", 1965.
8. Б е г а ч е в .В. И., Брагинский Л. Н-, Павлушенко И. С. Труды
ЛенНИИХиммаш, 2, 56 (1967).
9. Bochmann Т. Н., Linberry D. D. Chem. Eng. Progr., 63, 68
(1967).
10. В od man S. W., Cortez D. H. Ind Eng. Chem. Process Des. Develop., 6,
127 (1963).
И. В о t t T. R., A z о о г у S. Brit. Chem. Eng., 13, 372
(1968).
12. В о t t T. R., A z о о г у S. Chem. Proc. Eng., 50, 85
(1969).
13. В о t t T. R., Romero J. J. B. Can. J. Chem. Eng., 41,
213 (1963).
14. В о t t T. R., Romero J. J. B. Can. J. Chem. Eng., 44,
226 (1966).
15. В о t t T. R., Sheikh M. R. Brit. Chem. Eng., 9, 229 (1964).
16. Брагинский Л. H., Бегачев В. И., Павлушенко И. С. ШПХ, 37, 1984